基于PWM技術蓄電池充放電與檢測系統(tǒng)設計

充電時，S1閉合，邏輯控制電路輸出的UL1為高電平，UL2為低電平，與門D1輸出驅動脈沖，D2無驅動脈沖。由圖5可知，改變PWM整流器載波信號uc的大小，PWM電路的占空比將會隨之變化，從而達到改變功率的目的。當uc增加，占空比a1增加，Uo增加，由式(1)可知，充電電流Io增加，充電功率增加。
放電時，S2閉合，邏輯控制電路輸出UL1為低電平，UL2為高電平，與門D2輸出驅動脈沖，當uc增加，占空比a2增加，Uo增加，由式(4)可知，放電電流Io增加，放電功率增大，從而實現(xiàn)由占空比控制放電功率的目的。
在充電切換到放電過程中，當S1斷開，S2閉合時，為防止T1，T4均導通，使電源E經(jīng)T2，T4而直通短路，在D1與D2的輸出脈沖之間必須設置一定的死區(qū)時間，封鎖D1且延時一定時間后，再開放D2的輸出脈沖。

3 PWM整流器的設計與分析
3．1 PWM整流與逆變的數(shù)學模型
蓄電池充放電裝置DC／AC部分采用三相PWM整流器，如圖2所示。三相PWM整流器的作用是將DC／DC變換器輸出的穩(wěn)定直流電壓逆變?yōu)槿嘟涣麟妷?，通過調(diào)節(jié)PWM整流器三相輸出電壓的大小以及控制與電網(wǎng)電壓之間的相位差，PWM整流器不但可以將DC／DC變換器送過來的能量饋入三相交流電網(wǎng)，而且還可以有效調(diào)控蓄電池充放電裝置交流側的功率因數(shù)。
本文采用SPWM調(diào)制方式。圖2中，三相調(diào)制信號uru、urv和urw為相位依次相差120°的正弦波。a，b，c相自關斷開關器件的控制方法相同，現(xiàn)以a相為例：在uru>uc的各區(qū)間，給上橋臂電力晶體管V1以導通驅動信號，而給下橋臂V4以關斷信號。在uruuc的各區(qū)間，給V1以關斷信號，V4以導通信號。圖5是三相橋式PWM逆變電路輸出三相對于負載中性點N的相電壓波形。

設開關器件為理想開關，沒有過渡過程，其通斷狀態(tài)由開關函數(shù)描述。開關函數(shù)表達式定義為：

電路的本質在于優(yōu)化開關函數(shù)Sa，Sb，Sc，使三相橋交流輸入端的交流輸入端電壓ua，ub，uc等效為三相交流電壓源，實現(xiàn)整流與逆變的運行。